Oggi non dovremmo parlare di porta USB, ma di porte. Ed è che il bus seriale universale è diventato l'interfaccia per collegare dispositivi di ogni tipo e con il passare del tempo abbiamo visto diversi connettori per i vari tipi di USB. Ecco perché li descriveremo tutti e dove vengono utilizzati.
All'inizio degli anni '90, l'enorme numero di porte per collegare le diverse periferiche a un PC ha causato un enorme caos, motivo per cui è diventato necessario creare un connettore universale che sarebbe diventato quello che conosciamo come USB. Sette aziende hanno unito le forze: Intel, Compaq, DEC, IBM, Microsoft, NEC e Nortel per creare il nuovo standard.
Cronologia USB molto veloce
USB è nata ufficialmente nel 1994, ma non è diventata ampiamente utilizzata nei PC fino al 1998. La sua specifica era basata sulla porta Atari SIO e si è evoluta attraverso diverse generazioni fino ad oggi, con larghezze di banda sempre più elevate e con la capacità di supportare sempre più velocemente periferiche. Nella prima generazione con i suoi fino a 12 Mbps era utilizzato solo per tastiere, stampanti e mouse. Con USB 2.0, il throughput teorico è salito a 480 Mbps, sebbene il suo throughput reale sia rimasto a 280 Mbps. Ciò ha consentito l'utilizzo del connettore di seconda generazione per le periferiche che richiedevano una maggiore larghezza di banda, come le telecamere da video, che fino ad allora avevano utilizzato FireWire o IEEE-1394.
Il passo successivo è stato USB 3.0, che ha fornito una capacità di 5 Gbps e, quindi, rappresentando un ordine di grandezza in potenza, consentendo di utilizzare dischi rigidi esterni. Da allora sono aumentati raddoppiando la larghezza di banda più volte di seguito, consentendo ad esempio di avere una velocità sufficiente per trasmettere video tramite un cavo USB. Tutti questi progressivi cambiamenti hanno portato alla comparsa di diversi tipi di connettore USB.
I tipi di connettore USB esistenti
Successivamente andremo a descrivere le differenze tra i diversi tipi di connettore USB che si possono trovare nei diversi dispositivi in commercio, nonché nelle schede madri dei PC.
USB di tipo A e di tipo B
La prima tipologia di porta USB apparsa sul mercato e, quindi, la più vecchia, per le versioni 1.0 e 2.9 queste aveva una riga vuota, ma dalla versione 3.0 è stato adottato il colore blu per differenziarle dalle generazioni precedenti. Se guardi le immagini sopra queste linee, puoi vedere che la porta ha 4 linee, una delle quali è l'alimentazione, quindi ne abbiamo un'altra per la messa a terra e due porte dati.
Tenendo conto che l'USB è una porta seriale e non parallela, ciò significa che trasmette 1 bit per ogni segnale di clock, quindi essendoci due canali di comunicazione possiamo facilmente dedurre che un pin trasmette i dati in una direzione e nella altro al contrario. Quindi puoi trasmettere e ricevere dati contemporaneamente con il dispositivo. USB di tipo B invece ha una forma quadrata ed è stato utilizzato per dispositivi come stampanti e scanner. Al di fuori della sua forma diversa, le specifiche sono le stesse del tipo A, quindi utilizza anche un connettore a 4 pin con la stessa identica configurazione.
A partire dalla versione 3.0 dello standard, questi due tipi di porta USB hanno modificato la configurazione aggiungendo ulteriori pin sul retro della stessa. Aggiungendone due per il trasferimento dei dati, SSTX- e SSTX + e altri due per la ricezione dei dati, SSRX- e SSRX +, espandendo così la quantità di dati trasmessi per ciclo di clock. Queste porte aggiuntive sono ciò che consentono di aumentare la larghezza di banda dieci volte rispetto alla seconda generazione dello standard.
Mini-USB e Micro-USB, tipi per piccoli dispositivi
Il boom dei telefoni cellulari, degli assistenti digitali personali, dei lettori MP3 e delle prime fotocamere digitali iniziato alla fine degli anni '1990 e all'inizio degli anni 2000 ha portato a una chiara esigenza. Era necessario un tipo di connettore USB più piccolo rispetto a quelli utilizzati in precedenza.
Il primo di questi connettori è stato il Mini-USB, che aggiunge un pin aggiuntivo ai quattro già utilizzati nel resto dei tipi. Il nuovo pin ha a che fare con la modalità OTG o On the Go, che serve a segnalare che il dispositivo è subordinato ad un altro in termini di erogazione di energia.
A distanza di anni e per la necessità di avere una porta di alimentazione e dati per smartphone, ogni volta più piccola e sottile, è stato creato un altro tipo di connettore USB, che noi conosciamo come Micro-USB. Che non è altro che una versione ancora più piccola della porta USB, utilizzata in un gran numero di telefoni e tablet, ma a causa della sua incapacità di fornire una carica abbastanza veloce, viene gradualmente spostata.
Esiste un terzo tipo di cavo Micro-USB, chiamato Tipo B, che, come indica il suo colore blu, viene utilizzato per dispositivi con velocità di trasferimento USB 3.0 in poi, sebbene a causa della sua forma diversa non sia retrocompatibile con i connettori. Micro-USB precedente. Come avrai dedotto, aggiunge i pin aggiuntivi che sono stati aggiunti anche ai connettori di tipo A e di tipo B, ma alla fine questo tipo di porta USB è stato completamente deprecato.
L'USB-C, quello che sostituirà gli altri tipi
Siamo di fronte al più avanzato di tutti e quello che finisce per sostituire il resto dei tipi nel tempo, senza andare oltre nello standard USB 4.0 è il connettore standard e per le sue dimensioni e forma finirà per sostituire gli altri tipi dei porti con il tempo. Ciò è dovuto al fatto che ha le misure appropriate per esso e perché risolve il problema della ricarica rapida nel caso di Micro-USB. USB Type C è apparso per la prima volta con la terza generazione dello standard e quindi non ha versioni 2.0 e precedenti.
Se osserviamo la distribuzione dei pin USB di tipo C vedremo che sono davvero due connettori USB di tipo A in uno. Dobbiamo avviare la trasmissione dei dati pin TX1-, TX1 +, TX2 + e TX2- che ovviamente trasmettono i dati in una direzione e le loro controparti RX1-, RX1 +, RX2 + e RX2- che serviranno a ricevere i dati. Quindi funziona davvero come se fossero 4 porte USB in una singola unità con i rispettivi pin di massa e di alimentazione. Sebbene questi non siano gli unici pin di dati, poiché abbiamo i pin D- e D + che trasmettono alla stessa velocità dello standard USB 2.0 e vengono utilizzati quando sono disponibili gli altri pin di comunicazione.
Il motivo è che USB Type-C può essere utilizzato anche per trasmettere video in modalità DisplayPort Alternate o Alt DP. In cui le linee TX e RX del cavo vengono utilizzate per l'uscita video, lasciando solo i pin D e D + per la trasmissione dei dati in detta modalità di trasferimento. Il che lo rende un connettore ideale per collegare un visore per realtà virtuale.
Il futuro dei tipi di connettori USB
Anche se la novità più importante è la sua capacità di alimentare periferiche che richiedono un'elevata potenza. Se la porta USB 3.2 di tipo A può erogare 15 W, la sua controparte di tipo C può erogare fino a 100 W e si prevede che con la quarta generazione dello standard si arriverà a 240 W. Più che sufficienti per sostituire le porte di alimentazione dei computer laptop e un gran numero di dispositivi che usiamo a casa, come la televisione che abbiamo in soggiorno.
È più che possibile che in futuro non vedremo monitor collegati direttamente alla corrente, ma che saranno alimentati dalla stessa porta USB Type C da cui ricevono i dati. Può succedere anche il contrario e si finisce per avere console per videogiochi prive di alimentazione integrata e che inviano il segnale video nello stesso momento in cui la televisione è quella che le alimenta.
